JP7119388B2 - Ovality measurement sensor - Google Patents
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Description
本発明は、ロータリーキルンの回転炉に取り付けられ、その回転炉の変位を計測するための回転炉用のオーバリティ計測センサに関する。
BACKGROUND OF THE
ごみ焼却設備やセメント製造設備等で使用されているロータリーキルン(回転炉)は、例えば特許文献1に記載されているように、筒状に形成された長尺な重量物(胴体)により構成され、胴体の軸心方向に沿って並列に配置された複数のタイヤと、このタイヤに転動するローラで支持されている。このため、特許文献1にも記載されているように、ロータリーキルンを長時間稼働させると、タイヤやローラの偏摩耗、キルン支持基礎の沈降(胴体の落ち込み)や熱劣化が生じる。そして、これらの現象が生じる初期段階では、胴体に歪みが生じ、オーバリティ(胴体の変形率)が大きくなることが知られている。
A rotary kiln (rotary kiln) used in waste incineration equipment, cement manufacturing equipment, etc. is composed of a long heavy object (fuselage) formed in a cylindrical shape, as described in
また、特許文献2には、回転炉の直径方向の変形を測定する測定器として、差動トランスを用いた変形測定装置の例が記載されている。この変形測定装置では、差動トランスを固定した細長いビームを回転炉の外面から一定距離に保持し、差動トランスの作動軸先端の接触子をバネにより常に下方に押し下げられるようにして回転炉の外面に接触させ、回転炉の外面の変形状態によって上下に変位する作動軸の変位量を測定することにより、回転炉の変形量(オーバリティ)を算出している。この変形測定装置では、ビームの左右両端部に脚が固定されており、これらの脚の先端が回転炉外面と接触することで、ビームが回転炉の外面から一定距離に保持されるようになっている。また、ビームの中央箇所には、差動トランスの挿入孔があけられ、差動トランスの作動軸、バネ、接触子が、ビームの下方に顕出する構成とされる。
Further,
しかしながら、特許文献2に記載されるような変形測定装置(オーバリティ計測センサ)では、差動トランス(測定器)の作動軸先端の接触子を高熱の回転炉外面に直接接触させることから、長期的に継続して測定を行うことができない。つまり、差動トランス自体が高温にさらされることで、長期使用において不具合を生じることが懸念される。
一方で、オーバリティ計測センサにおいて、トラブルの発生を防ぎ、又はトラブルが発生した際の被害を最小限にとどめるためには、継続的に各種点検項目を計測することが望ましい。このため、オーバリティ計測センサに非特許文献1に記載されるような熱電発電システムを用いて、バッテリー交換を不要にすることが考えられている。
However, in the deformation measuring device (overty measuring sensor) as described in
On the other hand, in order to prevent troubles from occurring or to minimize damage when troubles occur, it is desirable to continuously measure various inspection items in the overness measuring sensor. For this reason, it is considered to use a thermoelectric generation system as described in Non-Patent
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、バッテリー交換を不要にでき、かつ高温下においても長期的に使用できるオーバリティ計測センサを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an overage measuring sensor that can eliminate the need for battery replacement and that can be used for a long period of time even at high temperatures.
本発明のオーバリティ計測センサは、回転炉の円筒状外周面の周方向に間隔をおいて固定可能な一対の取付部と、両取付部の間に懸架された弾性変形可能な変形板と、両取付部の間で前記変形板に固定され、前記両取付部を前記回転炉に固定したときに、前記回転炉に当接して前記変形板を支持する支持部材と、前記変形板の表面に設けられ、該変形板のひずみ値を検出するひずみゲージと、前記ひずみゲージを制御するとともに外部機器との通信を行う制御部と、前記ひずみゲージ及び前記制御部に電源を供給する熱電変換器と、を備え、前記熱電変換器は、前記両取付部を前記回転炉に固定したときに、前記回転炉に当接可能な吸熱部と、前記吸熱部の前記回転炉とは反対側に設けられた熱電発電モジュールと、該熱電発電モジュールの前記吸熱部とは反対側の面に固定された放熱器と、を備え、前記熱電変換モジュールと前記吸熱部とは前記変形板の裏面側に位置するとともに、前記熱電発電モジュールは、前記吸熱部と前記変形板との間に設けられ、前記放熱器は、前記熱電発電モジュールとは反対側の前記変形板の表面に固定され、前記支持部材は、前記吸熱部及び前記熱電発電モジュールからなる。 The overness measuring sensor of the present invention includes a pair of mounting portions that can be fixed at intervals in the circumferential direction of a cylindrical outer peripheral surface of a rotary furnace, an elastically deformable deformable plate suspended between the mounting portions, a supporting member fixed to the deformable plate between the mounting portions and supporting the deformable plate by coming into contact with the rotary furnace when both the mounting portions are fixed to the rotary furnace; and a strain gauge for detecting the strain value of the deformation plate, a control unit for controlling the strain gauge and communicating with an external device, a thermoelectric converter for supplying power to the strain gauge and the control unit, and the thermoelectric converter includes a heat absorbing portion that can contact the rotary furnace when both mounting portions are fixed to the rotary furnace, and a heat absorbing portion provided on the side opposite to the rotary furnace a thermoelectric generation module; and a radiator fixed to a surface of the thermoelectric generation module opposite to the heat absorption section, wherein the thermoelectric conversion module and the heat absorption section are positioned on the rear surface side of the deformable plate. , the thermoelectric generation module is provided between the heat absorption part and the deformation plate, the radiator is fixed to the surface of the deformation plate opposite to the thermoelectric generation module, and the support member is provided with the It consists of a heat absorption part and the thermoelectric generation module.
本発明では、取付部が回転炉の円筒状外周面に固定されると、変形板は、一対の取付部及び支持部材の3点で円筒状外周面に支持される。このため、円筒状外周面が変形すると、その変形に伴って表面形状の変化に追従するように弾性変形する。そして、この弾性変形した変形板のひずみ値をひずみゲージにより検出することで回転炉の変位をより確実に測定できる。また、変形板が回転炉と隙間を開けて上記3点で支持されるので、変形板が高温になることを抑制できる。これにより、回転炉の外面の変位を継続して測定でき、長期間にわたって監視できる。この場合、取付部が回転炉の円筒状外周面に固定されたときに、吸熱部が回転炉(円筒状外周面)に当接するので、回転炉の熱を吸熱部により確実に吸収でき、該熱を熱電発電モジュールに伝達することができる。また、熱電発電モジュールの吸熱部とは反対側の面に放熱器が固定されているので、熱電発電モジュールからの熱を確実に放熱でき、これらにより構成される熱電変換器による発電効率を高めることができる。したがって、略永続的に電源を制御部及びひずみゲージに供給でき、バッテリーの交換を不要にし、かつ回転炉の円筒状外周面(外面)の変位を長期間にわたって測定できる。 In the present invention, when the mounting portion is fixed to the cylindrical outer peripheral surface of the rotary furnace, the deformable plate is supported on the cylindrical outer peripheral surface at three points, the pair of mounting portions and the supporting member. Therefore, when the cylindrical outer peripheral surface is deformed, it is elastically deformed so as to follow the change of the surface shape along with the deformation. By detecting the strain value of the elastically deformed deformation plate with a strain gauge, the displacement of the rotary furnace can be measured more reliably. In addition, since the deformation plate is supported at the above three points with a gap from the rotary furnace, it is possible to prevent the deformation plate from becoming hot. As a result, the displacement of the outer surface of the rotary furnace can be continuously measured and monitored over a long period of time. In this case, when the mounting portion is fixed to the cylindrical outer peripheral surface of the rotary furnace, the heat absorbing portion abuts against the rotary furnace (cylindrical outer peripheral surface), so that the heat of the rotary furnace can be reliably absorbed by the heat absorbing portion. Heat can be transferred to the thermoelectric generator module. In addition, since the radiator is fixed to the surface of the thermoelectric generation module opposite to the heat absorbing portion, the heat from the thermoelectric generation module can be reliably radiated, and the thermoelectric converter configured by these can improve the power generation efficiency. can be done. Therefore, power can be supplied substantially permanently to the control unit and the strain gauge, eliminating the need to replace the battery, and measuring the displacement of the cylindrical outer peripheral surface (outer surface) of the rotary furnace over a long period of time.
また、取付部が回転炉の円筒状外周面に固定されると、変形板は、一対の取付部と、熱電変換器の吸熱部及び熱電発電モジュールとの3点で円筒状外周面に支持される。
また、熱電変換器の吸熱部及び熱電発電モジュールにより支持部材が構成されるので、支持部材を別途設ける必要がなく、かつ、熱電変換器が変形板に設けられることから、オーバリティ計測センサを小型化できる。
Further, when the mounting portions are fixed to the cylindrical outer peripheral surface of the rotary furnace, the deformation plate is supported on the cylindrical outer peripheral surface at three points: the pair of mounting portions, the heat absorbing portion of the thermoelectric converter, and the thermoelectric power generation module. be.
In addition, since the support member is composed of the heat absorbing part of the thermoelectric converter and the thermoelectric power generation module, there is no need to provide a separate support member, and the thermoelectric converter is provided on the deformation plate, so the oversize measuring sensor can be miniaturized. can.
本発明のオーバリティ計測センサの好ましい態様としては、前記制御部は、前記放熱器における前記変形板に固定されている面とは反対側に設けられているとよい。
上記態様では、制御部が放熱器における変形板に固定されている面とは反対側、すなわち、回転炉から離れた位置に配置されているので、制御部が回転炉の熱にさらされることを確実に抑制できる。
As a preferred aspect of the overness measuring sensor of the present invention, the control section may be provided on the opposite side of the heat radiator to the surface fixed to the deformation plate.
In the above aspect, the control unit is arranged on the opposite side of the heat sink to the surface fixed to the deformation plate, that is, at a position away from the rotary furnace, so that the control unit is prevented from being exposed to the heat of the rotary furnace. can be suppressed with certainty.
本発明のオーバリティ計測センサの好ましい態様としては、前記両取付部は、前記変形板の両端部に固定され、かつ前記熱電変換器は、前記両取付部の中間位置で前記変形板に固定され、前記ひずみゲージは、前記熱電変換器と前記両取付部との間に2つずつ設けられ、2つの前記ひずみゲージは、前記変形板を挟んで対向して設けられ、4つの前記ひずみゲージのそれぞれが結線され、4ゲージ法のブリッジ回路を構成しているとよい。
上記態様では、熱電変換器と両取付部との間に2つのひずみゲージが変形板を挟んで対向して設けられ、4つのひずみゲージが結線されて4ゲージ法のブリッジ回路を構成していることから、熱電変換器を変形板の中心部として、該変形板の左右の変形度合い(曲げひずみ)の差異を平均化することができる。また、変形板が熱膨張により伸長する際に、変形板の上下にひずみゲージがブリッジ接続されているので、熱膨張による抵抗変化を相殺でき、曲げ(上側が伸びて下側が縮む)の抵抗変化のみを出力できる。すなわち、温度による変形板の伸縮の影響を除去しつつ出力を増加させることができ、ひずみ値の精度を向上できる。
In a preferred embodiment of the overness measuring sensor of the present invention, both mounting portions are fixed to both ends of the deformation plate, and the thermoelectric converter is fixed to the deformation plate at an intermediate position between the mounting portions, Two strain gauges are provided between the thermoelectric converter and both mounting portions, and the two strain gauges are provided to face each other with the deformation plate interposed therebetween. are connected to constitute a bridge circuit of the 4-gauge method.
In the above aspect, two strain gauges are provided facing each other across the deformation plate between the thermoelectric converter and both mounting portions, and the four strain gauges are connected to form a bridge circuit of the 4-gauge method. Therefore, the difference in degree of deformation (bending strain) between the left and right sides of the deformable plate can be averaged by using the thermoelectric converter as the central portion of the deformable plate. In addition, when the deformation plate expands due to thermal expansion, strain gauges are bridge-connected to the top and bottom of the deformation plate. can only be output. That is, it is possible to increase the output while removing the influence of expansion and contraction of the deformation plate due to temperature, and improve the accuracy of the strain value.
本発明のオーバリティ計測センサの好ましい態様としては、前記変形板の前記取付部が設けられている側に位置し、前記ひずみゲージに対向して遮熱板が設けられているとよい。
上記態様では、ひずみゲージに対向して設けられている遮熱板が変形板の取付部が設けられている側に位置しているので、該遮熱板により回転炉の熱がひずみゲージに伝達されることを抑制でき、ひずみゲージが熱により変形又は故障する可能性を低減できる。
As a preferred aspect of the overness measuring sensor of the present invention, a heat shield plate may be provided facing the strain gauge, located on the side of the deformation plate on which the mounting portion is provided.
In the above aspect, since the heat shield provided facing the strain gauge is located on the side where the mounting portion of the deformation plate is provided, the heat of the rotary furnace is transmitted to the strain gauge by the heat shield. It is possible to reduce the possibility that the strain gauge will deform or fail due to heat.
本発明によれば、バッテリー交換を不要にでき、かつ高温下においても長期的に使用できるオーバリティ計測センサを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the battery replacement|exchange can be made unnecessary, and the overness measuring sensor which can be used for a long period of time also at high temperature can be provided.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
[オーバリティ計測センサの概略構成]
図1~図3に示す本発明の第1実施形態に係るオーバリティ計測センサ1は、図4に示すように、高温に加熱される鉄鋼等の磁性体により構成されるロータリーキルンの回転炉(鋼管、シェル)9の円筒状外周面91に装着され、回転する回転炉9の歪み(変形量)を計測するものである。
オーバリティ計測センサ1は、回転炉9の円筒状外周面91に固定可能な一対の取付部2と、両取付部2の間に懸架された弾性変形可能な変形板3と、変形板3の表面に設けられ、該変形板3のひずみ値を検出するひずみゲージ4と、ひずみゲージ4のひずみ値を測定するとともに外部機器との通信を行う制御部5と、両取付部2の間で変形板3に固定され、ひずみゲージ4及び制御部5に電源を供給する熱電変換器6と、回転炉9の温度を検出する熱電対7と、を備えている。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Schematic configuration of the overness measurement sensor]
1 to 3 according to the first embodiment of the present invention is, as shown in FIG. 4, a rotary kiln rotary furnace (steel pipe, It is mounted on the cylindrical outer
The
[取付部の構成]
取付部2は、変形板3の裏面31の両端部に固定され、回転炉9の円筒状外周面91に固定可能な磁石により構成されている。この磁石としては、例えばアルニコ磁石やサマリウムコバルト磁石等のキュリー温度が高く、高温使用が可能な耐性磁石により構成されている。
[変形板の構成]
変形板3は、図2に示すように、平面視で略矩形の短冊状に形成される弾性変形可能な非磁性の金属性の鋼板である。この変形板3は、例えばSUS304(ステンレス鋼)等により構成されている。なお、本実施形態では、変形板3は、短辺の長さが50mm、長辺の長さが300mm、厚さ寸法が1mmに設定されている。このような変形板3の裏面31の両端部には、取付部2が固定されている。この取付部2の高さは、例えば10mm~20mm程度とされる。
また、変形板3の表面32の取付部2の上側には、取手21が固定されている。さらに、変形板3の裏面31の略中央には、熱電変換器6の熱電発電モジュール62が金属板64を介して固定され、変形板3の表面32には、放熱器63が固定されている。
[Configuration of mounting part]
The mounting
[Configuration of deformation plate]
As shown in FIG. 2, the
A
[ひずみゲージの構成]
ひずみゲージ4は、電気絶縁物により構成されるベース上に金属箔や抵抗線により構成される抵抗体が形成され、これに引き出し線がつけられたものである。このひずみゲージ4は、測定対象物である変形板3の表面32及び裏面31に接着剤等により固定され、変形板3が湾曲(弾性変形)すると、その伸縮に比例して上記抵抗体が伸縮して抵抗値(電圧)が変化し、この変化を検出する。
このようなひずみゲージ4は、図1及び図3に示すように、熱電変換器6と両取付部2との間に2つずつ設けられ、2つのひずみゲージ4は、変形板3を挟んで対向して平行に設けられている。これら4つのひずみゲージは、図示を省略するがそれぞれ結線され、4ゲージ法のブリッジ回路を構成し、これらは制御部5に接続されている。
[Configuration of strain gauge]
The
As shown in FIGS. 1 and 3, two
[制御部の構成]
制御部5は、外部機器(例えば、無線通信可能なコンピュータ等)との通信を行う。また、制御部5には、メモリ(図示省略)が搭載されている。これにより、例えば制御部5は、上記ブリッジ回路に現れる電位差からひずみ値を算出し、外部機器(図示省略)に送信する。
なお、このような制御部5は、放熱器63における変形板3に固定されている面とは反対側、すなわち、放熱器63の上側に設けられており、オーバリティ計測センサ1が回転炉9に装着された際に、該回転炉9の熱にさらされることを抑制している。
[Configuration of control unit]
The
In addition, such a
[熱電変換器の構成]
熱電変換器6は、図3に示すように、取付部2を回転炉9に固定したときに、回転炉9に当接可能な吸熱部61と、吸熱部61と変形板3との間に設けられた熱電発電モジュール62と、該熱電発電モジュール62とは反対側の変形板3の表面32に固定された放熱器63と、を備え、吸熱部61と放熱器63との間の温度差を利用して熱電発電モジュール62により発電する構成とされている。熱電発電モジュール62で発電された電力は、制御部5に供給され、さらに制御部5を介してひずみゲージ4に供給される。
吸熱部61は、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材料により形成され、本実施形態では、吸熱部61は、アルミニウムにより形成された矩形板状の金属板により構成されている。この吸熱部61は、取付部2が回転炉9に固定された際に、回転炉9の円筒状外周面91に当接して回転炉9の熱を吸収する。この吸熱部61の変形板3側の面には、熱電発電モジュール62及び熱電対7が載置され、回転炉9の熱が吸熱部61を介して熱電発電モジュール62及び熱電対7に伝達されるようになっている。
[Configuration of thermoelectric converter]
The
The
熱電発電モジュール62は、図示は省略するが、配線基板の間に、一対のP型熱電変換素子とN型熱電変換素子とを、P型、N型、P型、N型の順に交互に配置されるように、電気的に直列に接続した構成とされ、両配線基板間に温度差を付与して各熱電変換素子にゼーベック効果により起電力を生じさせるものである。なお、熱電発電モジュール62の吸熱側及び放熱側のそれぞれには、セラミックス板(図示省略)が配置され、絶縁されている。
この熱電発電モジュール62は、例えばアルミニウム等により構成される矩形板状の金属板64を介して変形板3に固定され、その周囲には、磁石65が配置されている。この磁石65は、熱電発電モジュール62の4隅に配置され、上記取付部2と同様に、例えばアルニコ磁石やサマリウムコバルト磁石等のキュリー温度が高く、高温使用が可能な耐性磁石により構成され、その直径は、例えば16mmに設定されている。このような熱電発電モジュール62及び磁石65は、吸熱部61と金属板64との間に挟持されて固定されている。
このような吸熱部61及び熱電発電モジュール62は、変形板3の裏面31側に位置し、吸熱部61は、取付部2が回転炉9に固定された際に、円筒状外周面91に当接して変形板3を支持することから、吸熱部61及び熱電発電モジュール62は、本発明の支持部材を構成している。
Although not shown, the
The
The
放熱器63は、いわゆるヒートシンクであり、アルミニウム、銅等の熱伝導性の高い材料により形成される。本実施形態では、放熱器63は、放熱性と強度とのバランスに優れたアルミニウムにより形成されており、変形板3の表面32における熱電発電モジュール62と対向する位置に固定される平板状の熱拡散部631と、この熱拡散部631の変形板3に固定される面とは反対側の上面に立設された複数の帯板状の放熱用フィン632とを有している。この放熱用フィン632は、オーバリティ計測センサ1が回転炉9に固定され、回転炉9とともにオーバリティ計測センサ1が回転した際に、複数の帯板状の放熱用フィン632間に外気を流通させやすくするため、上記回転方向に沿って形成されている。このような放熱用フィン632の高さ寸法は、例えば、50mmに設定されている。
The
そして、熱拡散部631と熱電発電モジュール62とが変形板3を介して対向して配置されているので、熱拡散部631の下面から伝達された熱電発電モジュール62の熱は、熱拡散部631から放熱用フィン632に向けて拡散するとともに、表面積が広く設けられた放熱用フィン632により外気に放出されるようになっている。このため、放熱器63においては、熱電発電モジュール62から離れるにつれて、すなわち熱拡散部631の下面側から放熱用フィン632の先端側に向かうにつれて温度が低くなり、放熱器63の上部側が下部側よりも低温になる。なお、放熱器63では、放熱用フィン632の先端側が最も低温となる。
Since the
そして、オーバリティ計測センサ1においては、放熱器63の熱電発電モジュール62から離れた位置の低温部側であり、また、放熱器63において最も低温となる放熱用フィン632の先端側に、制御部5がスペーサ66を介して配置されている。なお、制御部5は、放熱器63の熱電発電モジュール62から離れた位置に配置すればよく、熱電発電モジュール62から離して制御部5を配置することで、制御部5に熱が伝達されることを抑制できる。
Then, in the
なお、放熱器63は、平板状の熱拡散部631と帯板状の放熱用フィン632とを有する構成としたが、放熱器の形状はこれに限定されるものではなく、例えば平板状の熱拡散部631の上面に、ピン状の放熱用フィンが複数立設した形状を採用することもできるし、オーバリティ計測センサ1の構成に応じて適宜形状を変更したその他の形状を有する放熱器を採用することができる。
Although the
[オーバリティ計測センサの回転炉への装着方法]
このようなオーバリティ計測センサ1は、例えば以下の手順にて回転炉9に固定(装着)される。
まず、ユーザは、オーバリティ計測センサ1の両側の取手21を把持し、回転炉9の円筒状外周面91に取付部2を当接させる。この際、取付部2は磁石等により構成されているため、回転炉9の円筒状外周面91に磁力により固定される。このように取付部2が回転炉9に固定されると、変形板3の両端が回転炉9側に引っ張られて、該変形板3の中央部分に位置する熱電変換器6の吸熱部61も回転炉9に当接する。また、吸熱部61の上側には、熱電発電モジュール62が位置し、その周囲には4つの磁石65が位置しているため、これら磁石65の磁力により吸熱部61が回転炉9の円筒状外周面91に確実に当接する。
このように、回転炉9の円筒状外周面91には、2つの取付部2及び吸熱部61が当接することから、変形板3は、これらにより3点で支持される。このため、両取付部2の間の部分で円筒状外周面91が変形すると、図4に示すように、変形板3が円筒状外周面91の変形に伴って表面形状の変化に追従するように弾性変形する。このように弾性変形した変形板3の変形は、4つのひずみゲージにより検出され、回転炉9の円筒状外周面91の変位が算出されることとなる。
[Method of mounting the overness measurement sensor to the rotary furnace]
Such an
First, the user grips the
As described above, since the two mounting
上記実施形態では、取付部2が回転炉9の円筒状外周面91に固定されたときに、吸熱部61が回転炉9(円筒状外周面91)に当接するので、回転炉9の熱を吸熱部61により確実に吸収でき、該熱を熱電発電モジュール62に伝達することができる。また、熱電発電モジュール62とは反対側の変形板3の表面32に放熱器63が固定されているので、熱電発電モジュール62からの熱を確実に放熱でき、これらにより構成される熱電変換器6による発電効率を高めることができる。したがって、略永続的に電源を制御部5及びひずみゲージ4に供給でき、バッテリーの交換を不要にし、かつ回転炉9の円筒状外周面91(外面)の変位を長期間にわたって測定できる。
また、変形板3が回転炉9と隙間を開けて上記3点で支持されるので、変形板3が高温になることを抑制できる。これにより、回転炉9の外面の変位を継続して測定でき、長期間にわたって監視できる。
In the above embodiment, when the mounting
In addition, since the
また、制御部5が回転炉9から離れた位置、すなわち、放熱器63の放熱用フィン632上にスペーサ66を介して配置されているので、制御部5が回転炉9の熱にさらされることを確実に抑制できる。
さらに、熱電変換器6と両取付部2との間に2つのひずみゲージ4が変形板3を挟んで対向して設けられ、4つのひずみゲージ4が結線されて4ゲージ法のブリッジ回路を構成していることから、熱電変換器6を変形板3の中心部として、該変形板3の左右の変形度合い(曲げひずみ)の差異を平均化することができる。また、温度による変形板3の伸縮の影響を除去しつつ出力を増加させることができ、ひずみ値の精度を向上できる。したがって、回転炉9の円筒状外周面91の変位を確実に検出できる。
In addition, since the
Furthermore, two
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について図面を用いて説明する。図5は、本実施形態のオーバリティ計測センサ1Aの平面図であり、図6は、オーバリティ計測センサ1Aの側面図である。
オーバリティ計測センサ1Aは、図5及び図6に示すように、滑り板8を備える点及び取付部2を変形板3の両端部に2つずつ設けた点で上記第1実施形態と異なる。
なお、以下の説明では、上記第1実施形態と同一又は略同一の構成については、同じ番号を付し、説明を省略又は簡略化する。
オーバリティ計測センサ1Aは、図5及び図6に示すように、変形板3の取付部2が設けられている側に位置し、ひずみゲージ4に対向して滑り板8が設けられている。この滑り板8は、平面視で変形板3よりも幅広く両側に張り出す略矩形の短冊状に形成され、かつ、変形板3よりも面積が同程度若しくは大きい弾性変形可能な非磁性の金属性の鋼板である。この滑り板8は、変形板3と同様に、例えばSUS304(ステンレス鋼)等により構成されている。なお、本実施形態では、滑り板8は、短辺の長さが75mm、長辺の長さが300mm、厚さ寸法が0.5mmに設定されている。また、本実施形態では、滑り板8は、吸熱部61に固定されている。
このような滑り板8は、図6に示すように、取付部2の下側に位置し、取付部2を回転炉9の円筒状外周面91に固定した際に該円筒状外周面91に当接する。また、本実施形態では、取付部2は、変形板3の両端部に2つずつ配置され、その上側には、取手21が取り付けられている。これにより、変形板3をより強固に回転炉9の円筒状外周面91に固定することができる。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a plan view of the excessiveness measuring sensor 1A of this embodiment, and FIG. 6 is a side view of the excessiveness measuring sensor 1A.
As shown in FIGS. 5 and 6, the oversize measuring sensor 1A differs from the above-described first embodiment in that it has a
In addition, in the following description, the same or substantially the same configuration as that of the first embodiment is given the same number, and the description is omitted or simplified.
As shown in FIGS. 5 and 6, the oversize measuring sensor 1A is located on the side of the
As shown in FIG. 6, such a sliding
本実施形態では、非磁性の滑り板8の上側に取付部2が配置される構成としたことから、取付部2を滑り板8上で滑らせて移動させることができ、変形板3の形状を回転炉9の円筒状外周面91の変形に確実に追従させることができる。
In this embodiment, since the mounting
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について図面を用いて説明する。図7は、本実施形態のオーバリティ計測センサ1Bの平面図であり、図8は、オーバリティ計測センサ1Bの側面図である。
オーバリティ計測センサ1Bは、図7及び図8に示すように、変形板3に熱電変換器6を固定していたのに対して、熱電変換器6Bを変形板3から離間させ、変形板3とは異なる支持板8Bに熱電変換器6Bが支持されている点が第1実施形態と大きく異なる点であり、その他、取付部2を変形板3の両端部に2つずつ設けた点、放熱器63Bの放熱用フィン632Bの高さ寸法が大きい点、支持板8Bを備える点、及び支持板8Bの下側に磁石68,69をさらに設ける点も上記第1実施形態と異なる。
なお、以下の説明では、上記第1実施形態と同一又は略同一の構成については、同じ番号を付し、説明を省略又は簡略化する。
オーバリティ計測センサ1Bには、図7及び図8に示すように、変形板3の取付部2が設けられている側(下側)に位置し、ひずみゲージ4に対向して支持板8Bが設けられている。すなわち、支持板8Bは、本発明の遮熱板として機能する。
この支持板8Bは、平面視で変形板3よりも幅広く両側に張り出す形状であり、その張り出した部分の略中央部分がさらに外側に張り出す形状に形成され、かつ、変形板3よりも面積が大きい。この支持板8Bは、アルミニウム板等により構成されている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a plan view of the
7 and 8, the
In addition, in the following description, the same or substantially the same configuration as that of the first embodiment is given the same number, and the description is omitted or simplified.
As shown in FIGS. 7 and 8, the
This
具体的には、支持板8Bは、平面視において略矩形短冊状の本体部81Bと、本体部81Bの一方側(図7における上側)の端部の略中央から外側に張り出す第1張出部82Bと、本体部81Bの他方側(図7における下側)の端部の略中央から外側に張り出す第2張出部83Bと、を備えている。これらのうち、第1張出部82Bは、第2張出部83Bよりもさらに外側に張り出しており、その面積は、第2張出部83Bの面積より大きく形成されている。このような第1張出部82Bには、図7に示すように、熱電変換器6Bが配置される。すなわち、本実施形態では、熱電変換器6Bは、支持板8Bにおける平面視において変形板3と重ならない位置に固定されている。
また、支持板8Bの下側(回転炉9の円筒状外周面91側)には、例えばアルニコ磁石やサマリウムコバルト磁石等のキュリー温度が高く、高温使用が可能な耐性磁石により構成される磁石68,69が配置されている。具体的には、磁石68は、支持板8Bの第2張出部83Bの下側に配置され、磁石69は、本体部81Bの下側で、かつ平面視において変形板3の略中央に配置される。このため、支持板8Bは、図8に示すように、上記第2実施形態における滑り板8とは異なり、取付部2を回転炉9の円筒状外周面91に固定した際に、円筒状外周面91には当接しない。
Specifically, the
Further, on the lower side of the
なお、本実施形態では、取付部2は、変形板3の両端部にスペーサ22を介して2つずつ配置され、その上側には、取手21が取り付けられている。また、取付部2の下面、磁石68,69及び熱電変換器6Bの吸熱部61の下面のそれぞれは、同一面上に位置している。これにより、変形板3をより安定して回転炉9の円筒状外周面91に固定することができる。
In this embodiment, two mounting
また、放熱器63Bの放熱用フィン632Bの高さ寸法は、上記放熱用フィン632の高さ寸法(例えば、50mm)の略2倍(例えば、90mm)となっている。
また、熱拡散部631は、支持板8Bの第1張出部82B上に固定され、第1張出部82Bの下側には、金属板64が配置されている。
Further, the height dimension of the
Also, the
さらに、オーバリティ計測センサ1Bは、スペーサ66に代えて、4つのスタッド66Bを備え、これら4つのスタッド66Bは、変形板3の両側に2本ずつ本体部81B及び第2張出部83Bに配置され、制御部5を支持する。これにより、制御部5は、放熱器63Bの上側に支持されていなくても、4つのスタッド66Bにより支持板8B上に固定されるので、制御部5が回転炉9の熱に直接さらされることを抑制している。
また、変形板3と支持板8Bとの間には、柱状のスペーサ67が配置され、このスペーサ67は、平面視において磁石69と重なるように変形板3と支持板8Bとの間に固定されている。すなわち、スペーサ67は、支持板8Bを介して磁石69に対向する位置に配置され、変形板3と支持板8Bとを固定している。これにより、変形板3の中央部は、スペーサ67を介して磁石69により支持される。すなわち、磁石69及びスペーサ67は、本発明の支持部材に相当する。
In addition, the
A
ここで、例えば、上記各実施形態のように変形板3の中心部に熱電変換器6Bが固定されていると、放熱器63や金属板64に接触している変形板3は、回転炉9の円筒状外周面91の変形をトレースしにくい。
これに対し、本実施形態では、熱電変換器6Bは、支持板8Bの第1張出部82Bに設けられている、すなわち、平面視において変形板3と重ならない位置に設けられ、変形板3は、熱電変換器6Bよりも変形板3に当接する面積が小さいスペーサ67(磁石69)により支持されていることから、変形板3により円筒状外周面91の変形をより精度よくトレースできる。なお、変形板3は、取付部2が回転炉9の円筒状外周面91に固定された際に、両取付部2及び磁石69により回転炉9と隙間を開けて3点で支持されるので、本実施形態においても変形板3が高温になることを抑制できる。
また、支持板8Bを設けているので、ひずみゲージ4が回転炉9の熱にさらされることを抑制できる。
さらに、取付部2が回転炉9の円筒状外周面91に固定された際に、熱電変換器6Bの吸熱部61が確実に当接するので、吸熱部61により回転炉9の熱を確実に吸収でき、熱電変換器6Bの発電効率を向上できる。
Here, for example, if the
On the other hand, in the present embodiment, the
Further, since the
Furthermore, when the mounting
その他、細部構成は上記各実施形態の構成のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、変形板3は、例えばSUS304(ステンレス鋼)等により構成されていることとしたが、これに限らず、弾性変形可能で、耐熱性を有するものであればよい。
In addition, detailed configurations are not limited to those of the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, the
1 1A 1B オーバリティ計測センサ
2 取付部
21 取手
22 スペーサ
3 変形板
31 裏面
32 表面
4 ひずみゲージ
5 制御部
6 6B 熱電変換器
61 吸熱部(支持部材)
62 熱電発電モジュール(支持部材)
63 63B 放熱器
631 熱拡散部
632 632B 放熱用フィン
64 金属板
65 磁石
66 スペーサ
66B スタッド
67 スペーサ
68 磁石
69 磁石(支持部材)
7 熱電対
8 滑り板
8B 支持板(遮熱板)
81B 本体部
82B 第1張出部
83B 第2張出部
9 回転炉
91 円筒状外周面
1
62 Thermoelectric power generation module (support member)
63
7
Claims (4)
前記熱電変換器は、前記両取付部を前記回転炉に固定したときに、前記回転炉に当接可能な吸熱部と、前記吸熱部の前記回転炉とは反対側に設けられた熱電発電モジュールと、該熱電発電モジュールの前記吸熱部とは反対側の面に固定された放熱器と、を備え、
前記熱電変換モジュールと前記吸熱部とは前記変形板の裏面側に位置するとともに、前記熱電発電モジュールは、前記吸熱部と前記変形板との間に設けられ、前記放熱器は、前記熱電発電モジュールとは反対側の前記変形板の表面に固定され、前記支持部材は、前記吸熱部及び前記熱電発電モジュールからなることを特徴とするオーバリティ計測センサ。 A pair of mounting portions that can be fixed at intervals in the circumferential direction of the cylindrical outer peripheral surface of the rotary furnace, an elastically deformable deformation plate suspended between the mounting portions, and the deformation plate between the mounting portions. and a support member that abuts against the rotary furnace and supports the deformation plate when both mounting portions are fixed to the rotary furnace, and a strain value of the deformation plate provided on the surface of the deformation plate a strain gauge that detects the strain gauge, a control unit that controls the strain gauge and communicates with an external device, and a thermoelectric converter that supplies power to the strain gauge and the control unit,
The thermoelectric converter includes a heat absorbing portion that can come into contact with the rotary furnace when both mounting portions are fixed to the rotary furnace, and a thermoelectric generation module provided on the opposite side of the heat absorbing portion from the rotary furnace. and a radiator fixed to the surface of the thermoelectric power generation module opposite to the heat absorption part,
The thermoelectric conversion module and the heat absorption section are positioned on the back side of the deformation plate, the thermoelectric generation module is provided between the heat absorption section and the deformation plate, and the radiator is the thermoelectric generation module. fixed to the surface of the deformable plate on the opposite side, and the support member comprises the heat absorbing portion and the thermoelectric generation module.
前記ひずみゲージは、前記熱電変換器と前記両取付部との間に2つずつ設けられ、2つの前記ひずみゲージは、前記変形板を挟んで対向して設けられ、
4つの前記ひずみゲージのそれぞれが結線され、4ゲージ法のブリッジ回路を構成していることを特徴とする請求項1又は2に記載のオーバリティ計測センサ。 both mounting portions are fixed to both ends of the deformation plate, and the thermoelectric converter is fixed to the deformation plate at an intermediate position between the mounting portions;
Two strain gauges are provided between the thermoelectric converter and both mounting portions, and the two strain gauges are provided facing each other with the deformation plate interposed therebetween,
3. The overload measuring sensor according to claim 1, wherein each of said four strain gauges is connected to form a bridge circuit of a 4-gauge method.
4. The heat shield plate according to any one of claims 1 to 3, wherein a heat shield plate is provided on the side of the deformable plate on which the mounting portion is provided and faces the strain gauge. Ovality measurement sensor.
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